高温烹调造成的食物DNA损伤

最近，美国化学学会旗下官方期刊ACS Central Science上刊登了一项新的研究，斯坦福大学领导的研究团队发现，高温烹制会对食物的DNA造成热损伤，DNA的四种碱基都存在水解和氧化损伤，使用含有受损DNA的水喂养小鼠后，被小鼠的小肠绒毛上皮细胞摄取，通过补救合成途径整合入细胞DNA，促进细胞DNA双链断裂。

这是一种此前未被发现的，高温烹饪方式可能导致遗传风险的潜在机制。

此前对红肉和油炸食物对健康影响的机制研究多集中在可以与DNA发生反应的小分子代谢物上，例如多环芳烃和杂环胺，在食物烹饪过程中以痕量水平产生，在食用时被生物活化成烷基化DNA的反应性物质，导致损伤和突变的积累。

然而，很少有研究关注高温烹饪对食物自身DNA的影响。食物DNA损伤研究较少的部分原因可能是通常认为摄入的DNA不太可能被细胞吸收以产生影响，但哺乳动物研究显示，口服后的DNA会迅速水解和片段化，在胰液和肠液核酸酶的作用下转化为2’-脱氧核苷酸，主要是5’-单磷酸盐。

另外，在细胞膜中，2’-脱氧核苷 5’-磷酸盐能够被肠磷酸酶去磷酸化，产生的游离核苷可被吸收到细胞内，并参与核苷酸补救合成途径（又称再利用途径，适应于生物体的需要，将已分解的生物体的一部分物质加以利用，再次进行该物质的生物合成的一个途径）。也就是说，如果受损的2’-脱氧核苷通过补救合成途径被吸收并整合到细胞DNA中，可能直接影响食用者DNA。

由此，研究人员开展了这项研究，希望回答三个问题：高温烹饪对食物DNA造成了多大程度的损伤？受损的DNA有多少会被细胞消化并整合入细胞DNA？细胞暴露于受损的2’-脱氧核苷是否会引起DNA损伤修复反应或染色体损伤？

让我们来看看他们都发现了些什么。

研究人员选择了牛肉碎（80%的瘦肉）、猪肉碎（80%的瘦肉）和土豆片，煮沸20分钟或用烤箱烤15分钟（220℃），从烹饪的实验组和未处理的对照组中分别提取DNA进行比较。他们发现，肉类的DNA损伤相比土豆更多，烤箱的高温烹饪比煮沸的低温烹饪产生的DNA损伤更多。

从绝对值上来看，两种最常见的损伤形式是2’-脱氧尿苷（dU，核苷酸中胞嘧啶变为尿嘧啶）和8羟基脱氧鸟苷（8-oxo-dG，鸟嘌呤氧化），烤完后分别增加了10倍和3.5倍。与对照水平相比，dU和8,5′-环嘌呤-2′-脱氧核苷增加最为显著，烤完后，肉类中的dU水平达到约300碱基每百万核苷酸，dU具有遗传毒性，会损伤基因功能，促进突变，导致细胞向无法自控地复制的癌细胞发展。